CE 405 | Ders Tanıtım Bilgileri - Bilgisayar Mühendisliği

Dersin Adı

Biyoenformatik için Programlama

Kodu	Yarıyıl	Teori (saat/hafta)	Uygulama/Lab (saat/hafta)	Yerel Kredi	AKTS
CE 405	Güz/Bahar	3	0	3	5

Ön-Koşul(lar)	Yok
Dersin Dili	İngilizce
Dersin Türü	Seçmeli
Dersin Düzeyi	Lisans
Dersin Veriliş Şekli	-
Dersin Öğretim Yöntem ve Teknikleri	Grup çalışması Problem çözme Anlatım / Sunum
Ulusal Meslek Sınıflandırma Kodu	-
Dersin Koordinatörü	Öğr. Gör. İlker KORKMAZ
Öğretim Eleman(lar)ı	Doç. Dr. Osman DOLUCA
Yardımcı(ları)	-

Dersin Amacı

İnsan Genomu Projesi’nin ilk sonuçlarının yayınlandığı 2004 yılından itibaren yaşam bilimleri araştırmacılarının tıbbi uygulamaları temelden değiştirecek bir çok genetik bilgiye (DNA dizilim bilgisi, protein dizilimleri, yapıları v.b.) erişimi kolaylaşmıştır. Ancak bu bilgi birçok farklı ortamda/veri tabanında farklı formatlarda tutulmakta ve bu bilgilerin analizi ve kullanılabilmesi için birçok farklı algoritma ve araçtan yararlanılması gerekmektedir. Bu dersin amacı son dönemde bilgisayar biliminin en gözde araştırma konularından olan biyoenformatik alanındaki temel terminolojiyi ve problemleri tanıtmak ve bu problemlerin çözümü için geliştirilen algoritma, method ve araçlar konusunda bilinirliği/farkındalığı artırmaktır.

Öğrenme Çıktıları

#	İçerik	PÇ Sub	* Katkı Düzeyi
#	İçerik	PÇ Sub	1	2	3	4	5
1	Biyoenformatik problemlerini tanımlayabilecektir,
2	Biyolojik veri tabanlarını ve veri formatlarını açıklayabilecektir,
3	Sıklıkla kullanılan biyoenformatik algoritmaları tartışabilecektir,
4	Genomik bilginin istatistiksel analiz tekniklerini sınıflandırabilecektir,
5	Biyoenformatik algoritmalar kullanarak Python kodları yazabilecektir.

Ders Tanımı

Bu ders biyolojik sekans (DNA, RNA, protein) analizi; moleküler yapı öngörüsü; fonksiyonel genomik, farmakogenomik ve proteomik; biyolojik yolaç analizi konularındaki algoritma ve methodlarla biyoenformatik araçları/yazılımları konularını kapsar.

Dersin Kategorisi	Temel Ders
	Uzmanlık/Alan Dersleri	X
	Destek Dersleri
	İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
	Aktarılabilir Beceri Dersleri

Hafta	Konular	Ön Hazırlık	Öğrenme Çıktısı
1	Biyoenformatiğe giriş	Bioinformatics for beginners, Genes, Genomes, Molecular Evolution, Databases and Analytical Tools. Supratim Choudhuri. Elsevier, 2014 Chp. 1
2	Temel biyoloji bilgisi, merkezi dogma, DNA ve RNA yapısı, gen ve proteinler. Toka, ilmik, alpha heliks ve beta yaprak	Bioinformatics for beginners, Genes, Genomes, Molecular Evolution, Databases and Analytical Tools. Supratim Choudhuri. Elservier, 2014 Chp. 1 N. C. Jones and P. A. Pevzner, An Introduction to Bioinformatics Algorithms, MIT press, 2004 Ch.3
3	Değişkenleri, veri tipleri, operatörler, return ve if/else bloğu. Modül yükleme, modül fonksyonları, deklerasyonlar	Bioinformatics Programming Using Python: Practical Programming for Biological Data, Mitchell L Model, O’Reilly, 2009. ISBN: 9781449382902. Chapter 1,2
4	List, dictionary, tuple veri tipleri, etkileşimli kullanıcı girişi, yorum blokları, for, while döngüsü, break ve continue, iteratörler, Time, sys, os modülleri, dosya yazma ve okuma	Bioinformatics Programming Using Python: Practical Programming for Biological Data, Mitchell L Model, O’Reilly, 2009. ISBN: 9781449382902. Chapter 3,4
5	Sınıflar. Regular expression ve regex modülü. Biopython modülü, pairwise alignment. Ncbi ile iletişim. FASTA ve Genbank formatları	Bioinformatics Programming Using Python: Practical Programming for Biological Data, Mitchell L Model, O’Reilly, 2009. ISBN: 9781449382902. Chapter 5
6	Ara Sınav I
7	DNA dizisinde k-mer bulma	Data Algorithms, Mahmoud Parsian, O’Reilly, ISBN: 9781491906187, Chapter 17
8	Numpy, scipy, ve matplotlib modülleri. Matris ve spars matrisler	Bioinformatics Programming Using Python: Practical Programming for Biological Data, Mitchell L Model, O’Reilly, 2009. ISBN: 9781449382902. Chapter 10
9	Needleman-Wunsch, Waterman-Smith-Bayer, ve diğer dizi hizalama algoritmaları	Multiple Biological Sequence Alignment: Scoring Functions, Algorithms and Evaluation, Ken Nguyen, Xuan Guo, Yi Pan, ISBN: 978-1-118-22904-0, Chapter 2
10	Gotoh hizalama ve afin boşluk maliyet hesap algoritması	Multiple Biological Sequence Alignment: Scoring Functions, Algorithms and Evaluation, Ken Nguyen, Xuan Guo, Yi Pan, ISBN: 978-1-118-22904-0, Chapter 3
11	K-means kümeleme ve hiyerarşik kümeleme	Python for Bioinformatics, Sebastian Bass, CRC Press, 2016. ISBN: 9781584889304. Chapter 10
12	Ara Sınav II
13	RNA katlanması ve motif analizi	Bioinformatics for beginners, Genes, Genomes, Molecular Evolution, Databases and Analytical Tools. Supratim Choudhuri. Elsevier, 2014 Chapter 7
14	Çoklu sekans hizalama ve filogenetik ağaç oluşturma	Python for Bioinformatics, Sebastian Bass, CRC Press, 2016. ISBN: 9781584889304. Chapter 23
15	Dönemin gözden geçirilmesi
16	Final Sınavı

Ders Kitabı

Bioinformatics for beginners, Genes, Genomes, Molecular Evolution, Databases and Analytical Tools. Supratim Choudhuri. Elsevier, 2014

Önerilen Okumalar/Materyaller

N. C. Jones and P. A. Pevzner, An Introduction to Bioinformatics Algorithms, MIT press, 2004

J. Xiong, Essential Bioinformatics, Cambridge University Press, 2006.

S. Bassi, Python for Bioinformatics, CRC Press , 2010.

Multiple Biological Sequence Alignment: Scoring Functions, Algorithms and Evaluation, Ken Nguyen, Xuan Guo, Yi Pan, ISBN: 978-1-118-22904-0

Data Algorithms, Mahmoud Parsian, O’Reilly, ISBN: 9781491906187

Yarıyıl Aktiviteleri	Sayı	Katkı Payı %	LO 1	LO 2	LO 3	LO 4	LO 5
Katılım	1	10
Laboratuvar / Uygulama
Arazi Çalışması
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği
Portfolyo
Ödev	4	10
Sunum / Jüri Önünde Sunum
Proje	1	30
Seminer/Çalıştay
Sözlü Sınav
Ara Sınav	2	30
Final Sınavı	1	20
Toplam

Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı	8	80
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı	1	20
Toplam

Yarıyıl Aktiviteleri	Sayı	Süre (Saat)	İş Yükü
Teorik Ders Saati (Sınav haftası dahildir: 16 x teorik ders saati)	16	3	48
Laboratuvar / Uygulama Ders Saati (Sınav haftası dahildir. 16 x uygulama/lab ders saati)	16		0
Sınıf Dışı Ders Çalışması	14	1	14
Arazi Çalışması			0
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği			0
Portfolyo			0
Ödev	4	2	8
Sunum / Jüri Önünde Sunum			0
Proje	1	25	25
Seminer/Çalıştay			0
Sözlü Sınav			0
Ara Sınavlar	2	18	36
Final Sınavı	1	19	19
		Toplam	150

#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	* Katkı Düzeyi
#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	1	2	3	4	5
1	Matematik, Fen Bilimleri ve Bilgisayar Mühendisliği konularında yeterli bilgi sahibidir; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanır.		-	X	-	-	-
2	Karmaşık Bilgisayar Mühendisliği problemlerini saptar, tanımlar, formüle eder ve çözer; bu amaca uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçer ve uygular.		-	-	X	-	-
3	Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlar; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygular.		-	-	-	-	-
4	Bilgisayar Mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirir, seçer ve kullanır; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanır.		-	-	-	X	-
5	Karmaşık Bilgisayar Mühendisliği problemlerinin veya araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlar, deney yapar, veri toplar, sonuçları analiz eder ve yorumlar.		-	-	-	-	-
6	Bilgisayar Mühendisliği disiplini içinde ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışır; bireysel çalışma sergiler.		-	-	-	-	-
7	Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurar; etkin rapor yazar ve yazılı raporları anlar, tasarım ve üretim raporları hazırlar, etkin sunum yapar, açık ve anlaşılır talimat verir ve alır.		-	-	-	-	-
8	Bilgisayar Mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi sahibidir; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçlarının farkındadır.		-	-	-	-	-
9	Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilincine sahiptir; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi sahibidir.		-	-	-	-	-
10	Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi sahibidir; girişimcilik, yenilikçilik hakkında bilinçlidir; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi sahibidir.		-	-	-	-	-
11	Bir yabancı dili kullanarak Bilgisayar Mühendisliği ile ilişkili konularda, bilgi toplar ve meslektaşları ile iletişim kurar. ("European Language Portfolio Global Scale", Level B1)		-	-	-	-	-
12	İkinci yabancı dili orta düzeyde kullanır.		-	-	-	-	-
13	Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilincindedir; bilgiye erişir, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izler ve kendini sürekli yeniler; insanlık tarihi boyunca oluşan bilgi birikimini Bilgisayar Mühendisliği alanıyla ilişkilendirir.		-	-	-	-	-